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合作共赢 发表于 2018-2-3 20:37:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
2000元,


研究意义:
电容器组被广泛应用在无功补偿回路中以改善电网的功率因数和电能质量。电容器在投入系统时会产生高频涌流和过电压,导致开关触头磨损和灭弧室性能下降、设备绝缘损坏和保护误动作等问题。传统的无功补偿技术经历了同步调相机、并联固定电容器(Fixed Capacitor,FC)、静止无功补偿器(SVC)和静态无功发生器(STATCOM)等阶段。同步调相为最早期的无功控制装置,其补偿范围广、能够提供短路电流、非常安全可靠,但噪声大、效率低、运行维护复杂、响应速度慢、投资成本高。FC一般采用SF6开关,是目前在电网中应用极其广泛的一种机械投切电容器方式,SF6开关能够提供稳定的离散无功,运行可靠,但投切周期较长,不适用于频繁动作。SVC是基于静态半可控型电力电子开关晶闸管的新型无功补偿电容器投切设备,包括晶闸管投切电容器(TSC)和晶闸管控制电抗器(TCR)两个部分,能够满足工频条件下的无功功率动态调节,目前正处于推广阶段,其不足之处在于晶闸管运行损耗大,且对阻断状态下的耐压要求非常高。STATCOM应用了全可控型电力电子开关IGBT,能够实现较宽范围内动态无功功率的补偿,但目前仅适用于中低功率容量的场合,在35kV电压等级下应用较少,且技术难度特别大。
为了解决变电站机械投切电容器存在的问题,本课题将FC与TSC相结合,构成晶闸管+SF6开关的组合式投切方案,使晶闸管和SF6开关分别工作于高频动作和低频投切状态。采取恰当的控制策略,即可使晶闸管阻断时避免承受高电压,也避免了SF6开关在高频投切的情况下频繁动作,延长设备使用寿命。利用MATLAB/Simulink或者PSIM软件搭建理想情况下的仿真模型,实现晶闸管的过零投切。
在现有设备(变电站传统的六氟化硫开关投切电容器)的基础上,通过增设晶闸管投切电路模块,如上图所示,构成包含SF6开关和晶闸管的复合投切电路。在不同的投切重复率情况下,为了保障电容器投切的实时性和可靠性,分别采取不同的投切策略,即:当系统投入和切出转换较为频繁时,可保持SF6开关处于常闭的状态,仅控制静态开关晶闸管,以实现电容器的快速接入或切出;当系统投入和切出的频率较低时,采取先关断晶闸管,后关断SF6开关的控制策略。基于上述投切策略,SF6开关的动作频率将大大降低,过电压过电流冲击亦可有效避免。对于晶闸管而言,断态时避免承受电网电压,有利于降低损耗,降低击穿风险。

要求如下:
(1)保证晶闸管精准过零投切。基于三相abc固定坐标系到两相dq旋转坐标系变换的理论方法,并考虑三相电压不平衡问题,通过增设补偿量,采用PI控制以实现三相系统各相相位的精确锁定,保障晶闸管于过零点投切。
(2)合理设计晶闸管+SF6开关协调运行的控制策略
(3)提高系统的功率因数,并且能够根据不断变化的负载合理选择需要投切电容器的组数及容量。
   
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